1.1 Поплавкові паливоміри

1.2 Електромеханічні паливоміри

1.3 Ультразвукові рівневимірювачі

1.4 Радіоізотопні рівневимірювачі

1.5 Електроємнісні рівневимірювачі

Реферат

Об'єкт дослідження - ємнісний паливомір для літака цивільної авіації.

Мета роботи - розроблення цифрової ємнісної паливовимірювальної системи підвищеної точності з аналого врівноваженою мостовою схемою.

Метод дослідження - аналітичний метод розрахунку елементів схеми.

В проекті проведено аналіз існуючих паливовимірювальних систем, розроблені вимоги до нової системи, створено структурну схему і здійснено вибір і розрахунки основних елементів системи, передбачені заходи по забезпеченню охорни праці та навколишнього середовища.

Результати курсового проектування рекомендується використовувати при проведені наукових досліджень та в практичній діяльності фахівців авіаційних конструкторських бюро.

ЛІТАК, ПАЛИВОМІР, ПАЛИВОВИМІРЮВАЛЬНА СИСТЕМА, ЄМНІСНИЙ ДАТЧИК, ДАТЧИК-КОМПЕНСАТОР, ПОХИБКИ.

Вступ

Збільшення економічної ефективності польотів повітряних кораблів (ПК) завжди було і залишається актуальним вопросом. Досягається це в першу чергу за рахунок підвищення економічності авіадвигунів, зменьшення їх питомої витрати палива. Однак не мале значення при цьому належить і паливовимірювальним системам ПК.

Це пояснюється тим, що по-перше, паливо на сучасних ПК розміщують у кесонних баках, розташованих у різних місцях конструкції ПК, і зважуючі на те, що маса палива безперевно змінюється під час польоту, то зрозуміло, що вона суттєво впливає на центровку ПК, а значить на його аеродинамічні характеристики, які треба враховувати для покращення ефективності польотів.

До того ж запаси палива складають 45-55% злетної маси ПК, а наявність похибки вимірювання запасу палива призводить до потреби перевозити додатковий запас палива. Вітчизняні паливовимірювальні системи мають похибку вимірювання (1,5…2,0) %. Це змушує заправляти в літак, при масі потрібного для виконання польоту (40…50) т палива, додатково (700…1000) кг палива, щоб компесувати похибки паливоміра. Майже 26 % цього запасу витрачається на те, щоб його перевозити.

Кращі закордонні паливовимірювальні системи (на літаках BOEING та А-320) мають удвічі меньші похибки до ±(0,70-1,00)%.

До того ж системи автоматичного контролю паливовимірювальних систем, як правило забезпечують контроль лише вимірювальної частини, обминаючі ємнісні датчики, це зменьшує ефективність контролю тому, що саме датчики частіше відмовлюють. Все це обумовлює необхідність удосконалення вітчизняних паливовимірювальних систем. Вирішенню цієї проблеми спрямований цей дипломний проект.

1. Аналіз різних за методом вимірювання Паливомірних систем

Найпростішими з паливомірів є поплавкові. Принцип їх дії зоснован на використанні виштовхуючої сили рідини (палива), що діє на поплавок. Поплавок жорстко закріплений на одному з плечів важеля. Вихідним параметром датчика є кут обертання вільного кінця важеля. Робочий діапазон обертання важеля складає біля 90о.

Суттєвими недоліками такого паливоміра є його недистанційність та те, що він вимірює рівень рідини, а не її масу. Додаткова похибка датчика важільно-поплавкового рівневимірювача обумовлена відхиленням від розрахункового значення температури середовища і обумовлена температурною зміною щільності рідини і парогазової суміші, зміною об'єму поплавка, зміною лінійних розмірів системи бак-датчик. Через нелінійність характеристики похибки важільно-поплавкового рівневимірювача залежить від поточного значення рівня. Основна похибка таких паливомірів становить (4-6) % від максимального запасу палива.

1.2 Електромеханічні паливоміри

Для забезпечення дистанційності важиль поплавкового паливоміра з'єднують з будь-яким електричним перетворювачем лінійного і кутового переміщення (потенціометричним, індуктивним, ємнісним), який з'єднується з вимірювальною схемою з показуючим приладом.

Електромеханічні рівневимірювачи мають відносно просту конструкцію та вимірювальну схему, і в цьому їх перевага. Основним недоліком їх є прямий зв'язок між діапазоном вимірювання рівня і габаритами приладу.

1.3 Ультразвукові рівневимірювачі

4.2 Датчики компенсаторів, їх вибір і розрахунок

Датчики-компенсатори в усіх існуючих паливомірах розташовують в баках у горизонтальному положені та виготовляють за конструкцією, аналогічній конструкції робочого датчика. Такі датчики ускладнюють конструкцію баку і тому в проекті пропонується датчики-компенсатори діелектричної проникності верхньої та нижньої речовини виконувати разом з робочим датчиком. Конструкція такого датчика показана на креслені.

Тепер розрахуємо початкову ємність датчиків компенсаторів. Приймемо, що довжина l електрода датчиків-компенсаторів 5 та 12 однакова l1 = l2 і становить 10% від довжини робочого датчика H=600 мм, тобто

l1 = l2 = 0,1· H,

l1 = l2 = 0,1· 600 = 60,

l1 = l2 = 60 мм.

Вважаємо, що проміжок між електродами датчиків-компенсаторів повинен бути таким, як у робочого датчика, Д = 4 мм. Тоді діаметр dк труби електрода датчика-компенсатора буде:

dк = dвн - 2 Д,

де dвн = 28 мм - внутрішній діаметр електрода 1 робочого датчика;

dк = 28-2·4 = 20,

dк = 20 мм.

У відповідності до формули (4.1) початкова ємність датчиків-компенсаторів (при заповненні повітрям з еп = 1,0):

Приймаємо Ск0 = 10,0 пФ.

Тоді початкова ємність датчика-компенсатора діелектричної проникності нижньої речовини при заповненні паливом з ер =2 буде, Сп0 = 2· Ск0 = 2·10 = 20,0,

Сп0 = 20,0 пФ.

Таким чином визначені початкові ємності робочого та компенсаційних датчиків.

4.3 Вибір і розрахунок вимірювальної схеми

Вибір вимірювальної схеми

Вимірювання ємності датчиків, згідно до структурної схеми (п.3), повинно здійснюватися мостовою вимірювальною схемою з електронним врівноваженням. Перед вибором виду мостової схеми розглянемо еквівалентну схему датчика запропонованої конструкції. Так як електрод 2 робочого датчика є загальним і для компенсаційних датчиків, то еквівалентна схема датчика має вид, наведенний на рис. 4.2

Рис. 4.2 Еквівалентна схема датчика

На рис. 4.2 позначені прямі ємності С1-2 - робочого; С2-12 - верхнього компенсаційного; С2-5 - нижнього компенсаційного датчиків та часткові ємності С1-3 - робочого; С3-12 - верхнього компенсаційного; С3-5 - нижнього компенсаційного датчиків.

Зі схеми наведеної на рис. 4.2 витікає, що для вимірювання прямої ємності робочого датчика можна застосувати трансформаторну мостову вимірювальну схему з подільником напруги, який до електродів 1,12,5 буде подавати різні за значеннями напруги, а електрод 2 буде приєднаний до входу підсилювача. Однак зважуючи на те, що значення ємності робочого та компесаційних датчиків значно відрізняються, то до електродів 12 та 5 для врівноваження схеми треба буде подавати неприпустимо великі значення напруги.

Тут може бути застосована мостова схему з компаратором струму. У такому разі напруга живлення мостової схеми повинна подаватися до електроду 2, а електроди 1,12 та 5 - приєднуватися до обмоток компаратора струму. Така схема має свої вади.

Застосуємо комбіновану трансформаторну вимірювальну схему з подільником напруги та трансформатором струму, яка наведена на рис. 4.3.

Умова зрівноваження такої схеми - це рівність сумми струмів на виході нулю:

,

де I1-2, I2-12, I2-5 - струм, що тече у ланцюгу відповідного конденсатора; m1, m2, m3 - число вітків відповідних обмоток.

Рис. 4.3 Мостова схема

Зважуючи на те, що струми I2-12 та I2-5 при зміні ємності робочого датчика повинні змінюватись так, що коли один з них зменшується, другий повинен зростати, послідовно з ємностями компенсаційних датчиків у відповідні плечі мостової схеми слід подати напруги змінного струму з виходу зрівноважуючого підсилювача. Так як при пустому баку струм через компенсаційний датчик нижньої речовини не повинен протікати, то послідовно з датчиком С2-5 необхідно подавати напругу, значення якої дорівнює значенню напруги живлення мостової схеми, але має протилежну фазу. Тоді остаточно мостова вимірювальна схема буде мати вид, представлений на Рис.4.4.

Рис. 4.4 Мостова вимірювальна схема

Вибір напруги та частоти живлення мостової схеми

При виборі значення напруги живлення мостової схеми паливомірів намагаються підібрати таке значення, що зводить нанівець можливість виникнення пожежі через електричний пробій датчиків. Тому серед існуючих паливомірах при проміжках в датчиках 1,5 мм напруга живлення мостової схеми не більша за (15…20) В, при напрузі на датчиках не більш як (5…10) В.

А оскільки у датчиках застосованих в проекті проміжок становить 4,0 мм, тобто в 2,7 рази більший, то і напругу на датчиках відповідно можна збільшити. Крім того ж підвищення напруги на датчиках сприятиме підвищенню чутливості мостової схеми. Приймемо, що напруга живлення становитеме Uж = 20 В.

Для зменьшення похибки та для роботи мостової схеми паливоміра велике значення має частота напруги живлення. Коли частота підвищуються, то підвищується і тангенс електричних витрат датчиків, а значить зменшується похибка вимірювання через наявність провідності палива. З іншого боку підвищення частоти призводить до ускладнення схеми та зростання електричних витрат енергії в лінія передавання та в елементах схеми. В існуючих паливомірах застосовують частоти 400, 8 000, 10 000 і 24 000 Гц. Приймемо, що частота напруги живлення мостової схеми становитеме 20 кГц.

Розрахунок трансформаторів вимірювальної схеми

Всі трансформатори повинні виконуватися з тісним магнітним зв'язком, що потрібно для підвищення метрологічних характеристик мостової схеми. Такі трансформатори повинні мати обмотки, що виконуватися мультіфілярними проводами.

Оскільки, трансформаторні елементи мостової схеми працюють майже в режимі “холостого ходу”, коли вони майже не витрачають електричну енергію, то такі транформатори не доцільно розраховувати, як звичайні силові трансформатори. Переріз проводів обмоток можна вибирати лише з урахуванням механічної міцності. Однак при малому перерізі проводів і великому числі витків зростає активний опір обмоток, що погано впливає на роботу мостової схеми. В обмотках плечевих трансформаторів найчастіше використовують мідний, покритий лаковою або полівініловою ізоляцією, дріт з діаметром (0,1…1,0) мм. Приймаємо, що всі обмотки будуть виконані мідним дротом з діаметром 0,2 мм.

Для трансформатора Т1 з коефіцієнтом передач 1:1, який працює на частоті 20 кГц при напрузі 20 В у відповідності з методикою число витків первинної обмотки при застосуванні феритового осереддя можна вибирати у межах (500…2000) витків. Приймаємо число витків первинної обмотки трансформатора Т1 n1=750. Тоді n2=750 і обмотки виконуються мультіфілярним двужильним дротом, жили якого звиті між собою з кроком 20 скруток на одному метрі.

Розрахуємо переріз внутрішнього отвору осереддя за формулою:

де n - число витків однієї обмотки, k = 0,7- коефіцєнт заповнення отвору осереддя, k1= 0,5 - коефіцієнт заповнення мультіфілярного дроту, d - діаметр застосованого дроту.

So = 66 мм2.

Отвір осереддя трансформатора Т1 повинно мати переріз не менш ніж 66 мм2.

Трансформатор Т2 (рис.4.4) повинен мати три обмотки, на вторинних обмотках n2 та n3 повинна утворюватися максимальна напруга 20 В. Зважуючі на те, що на первинну обмотку напруга буде подаватися з виходу підсилювача, який у мікросхемному виконанні звичайно не може розвинути напругу більш ніж (5…10) В, то трансформатор повинен бути підвищуючим, тобто коефіцієнт передачі (n1: n2 ) < 1. Для спрощення виконання мультифілярного дроту знаменник коефіцієнту передачі повинен бути цілим числом. Приймаємо, що n1: n2 =1:3. Виходячі з прийнятого коефіцієнту передачі 1:3 у мультифілярному дроті повинно бути сім жил: одна жила використовується для первинної обмотки; 2,3 і 4-та жили після намотки обмоток з'єднуються послідовно і утворюють першу вторинну обмотку; 5, 6 та 7-ма жили так само утворюють другу вторинну обмотку.

Так як первинна обмотка трансформатора є навантаженням для підсилювача, то для зменшення його число витків первинної обмотки приймаємо n1= 1250, діаметр кожної жили 0,25 мм.

Площа внутрішнього отвору ферітового осереддя повинна бути:

де k = 0,65, k1= 0,45.

S1= 62,1 мм2.

Площа внутрішнього отвору осереддя повинна бути не менш ніж 62,1 мм2.

Для розрахунку трансформатора струму Т3 визначемо спочатку потрібний коефіцієнт передачі на підставі двох умов, що виходять з (4.2):

- при пустому баку має виконуватися рівняння

;

- при заповненому баці повинно виконуватися рівняння

Тоді

а

Такі коефіцієнти передачі важко досягти при виконанні трансформатора одним мультифілярним дротом тому, що він буде значної товщини, не гнучким. Застосування декількох мультифілярних дротів призводить до збільшення місць з'єднань тому трансформатор Т3 слід виконувати трьома мультіфілярними дротами:

- один з яких складається з 15-ти жил;

- другий з 14-ти жил;

- третій з 4-х жил.

Для зменшення електричного опору обмоток, які вмикаються послідовно з датчиками, виконувати їх доцільно мідним дротом з діаметром 0,32 мм. Приймемо, що вихідна обмотка буде складатися з m3 = 100 витків.

Тоді для виготовлення трансформатора і гарантування тісного магнітного зв'язку спочатку на осереддя трансформатора доцільно намотати 100 витків14-тижильним дротом, за тим рівномірно по всьому магнітопроводу намотати 5 витків 4-жильного дроту, а після цього намотати рівномірно по всьому магнітопроводу 100 витків 15-тижильного дроту. При з'єднанні секцій багатожильних дротів для утворення обмоток m1 та m2 необхідно послідовно з'єднувати одну за одною секції з другого та першого дротів (всього по 7 секцій), а за тим - по дві секції з третього дроту. Таким чином утворяться обмотки m1 = m2 по 1410 витків та обмотка m3= 100 витків.

Для трансформатора Т3 треба використати ферітове осереддя з отвором, який має площу перерізу

де w1, w2, w3 - число жил у відповідному мультифілярному дроті; n1, n2, n3 - число витків відповідного мултифілярного дроту; ; k = 0,7; k1 = 0,6; k' = 0,6; k'1 = 0,3 - коефіцієнти заповнення відповідно отвору осереддя та перерізу мультифілярного дроту.

,

S3 = 276 мм2.

Площа отвору осереддя трансформатора Т3 повинен бути понад 276 мм2.

Таким чином визначені всі основні параметри мостової вимірювальної схеми.

Визначемо чутливість мостової схеми за формулою:

де

Дh - змінення висоти рівня палива у баці.

Так як

тоді S = UжC0(ер - еп) і при номінальних умовах

S = UжC0

S = 20.

S = 4,7 мкА/мм.

4.4 Вибір і розрахунок підсилювача

Згідно до структурної схеми паливоміра сигнал з виходу мостової схеми подається до підсилювача П1-1. Перш ніж розраховувати параметри підсилювача треба визначити вимоги до його основних характеристик.

Вихідна напруга підсилювача повинна бути такою, щоб з урахуванням коефіцієнту передачі трансформатора Т1 (Рис.4.4) напруга на обмотках n2 і n3 дорівнювала напрузі живлення схеми Uж= 20 В при максимальних значеннях ємності датчика. Так як коефіцієнт передачі трансформатора Т1 становить 1:3, то вихідна напруга підсилювача повинна бути не менш: Uвих = Uж : 3 = 20 : 3 =6,7 В,

Uвих = 6,7 В.

Другим показником підсилювача є частота пропускаємого сигнала. Мостова схема живиться напругою з частотою 20 кГц, то ж підсилювач повинен підсилювати сигнали з частотою 20 кГц з припустими відхиленнями ± 10%, тобто (20±2) кГц.

Потужність підсилювача визначається струмом, що повинен протікати по обмотці n1:

де I1, I2, I3 - струм у відповідних обмотках трансформатора;

n1, n2, n3 - число витків обмоток.

Струм визначається за формулою:

I2 = Uж·2рfC2-12,

I2 = 20·2р·20000·10 ·10-12= 25,13·10-6 А;

I3 = Uж·2рfC2-5,

I3 = 20·2р·20000·20 ·10-12= 50,26·10-6 А;

I1 = 226 мкА.

Потужність підсилювача має бути понад:

P = Uж· I1,

P = 20 · 226 =4520 В· мкА = 4,52 мВт,

P = 4,52 мВт.

Поріг чутливості підсилювача повинен бути таким, щоб на виході підсилювача з'являлася достатня напруга при зміні рівня палива на Дh=0,3 Д, де Д - абсолютна похибка вимірювання висоти рівня палива.

де д =0,005 - відносна похибка паливоміра .

Д = 0,3 · 0,005·600 = 0,9

Д = 0,9 мм.

Тоді струм на виході моста буде:

ДI = 0,9S,

ДI = 0,9·4,7= 4,23

ДI = 0,9·4,7= 4,23

ДI = 4,23 мкА.

Для того, щоб вхідний опір підсилювача мало впливав на фазу струму на виході мостової схеми, треба виконати умову

Хд > 10Rп, де Хд -реактивний опір датчика, Rп - вхідний опір підсилювача. Тоді

Вхідний опір підсилювача повинен бути не більш Rп=2,8 кОм.

Всім цим умовам задовольняє підсилювач у мікроінтегральному виконанні типу [21] 140УД10, що має такі основні характеристики:

Схема його підключення наведена на рис. 4.5.

Рис. 4.5 Схема включення підсилювача

4.5 Синхронний детектор

Напруга на виході зрівноважуючого підсилювача пропорційна повному опору ємнісного датчика, однак лише реактивна складова цієї напруги несе інформацію про рівень палива в баці. Для виділення реактивної складової напруги і перетворення її у напругу постійного струму застосовують синхронні або фазові детектори.

Вихідними даними для розрахунку фазового детектора (ФД) є такі:

максимальний вхідний сигнал Uвх мах = 6,7 В;

частота вхідного сигналу f= 20 000 Гц;

коефіцієнт форми напруги сигналу kф=1,1;

вихідний опір мостової схеми

,

=2,5·104

Хвих= 25,0 кОм;

співвідношення між вихідним опором мостової схеми та вхідним опором ФД mд= 10;

потрібна вихідна напруга Uвих=6,7 В;

електричний опір навантаження ФД Rн = 1,0 кОм;

напруга джерела живлення опорною напругою Uж = 20 В, 20 кГц.

При розрахунку приймаємо такі припущення:

діоди мають ідеалізовану характеристику;

фазовий зсув між вхідною та комутуючою напругами дорівнює нулю;

опором обмоток трансформаторів зневажаємо.

Тоді коефіцієнт передачі ФД

Електричний опір r= Rд + Rб=вдRн = 0,99·25000 = 24750 Ом.

Приймаємо найближче найменше стандартне значення r =24 кОм та уточнюємо коефіцієнт

вд = r/Rн=24 000/25000 = 0,96.

Основні параметри ФД для вд = 0,96 становлять

бд = 0,66; зв =0,6 -ККД ФД по випрямленню;

зк= 0,06 - ККД ФД по комутації.

Визначаємо напругу основного сигналу

,

Uomax=10,15 В.

,

Uomin=0,91 В.

Коефіцієнт трансформації вхідного трансформатора

Визначаємо струм у навантажені:

Ionmax= 0,7 mA.

Ionmin=0,06 mA.

Максимальна потужність джерела сигналу

,

Pв= 11,84 мВт.

Вхідний приведений опір ФД

,

Розрахуємо ланцюг комутації:

мінімальна комутуюча напруга

,

Приймаємо Uк=11 В.

Тоді коефіцієнт трансформації комутуючого трансформатора має бути

максимальні струм та потужність, що споживаються від комутуючого трансформатора , становлять:

,

max=0,973 mA.

Pк= 118 мВт.

Визначаємо тип діоду та значення опору додаткового резистора:

максимальна амплитуда зворотньої напруги на діоді

Uдзв= Uкм+ Uсм + Uon = 1,41(Uк + Uс) + Uon = 1,41(11+6,7) + 6,7 = 31,7,

Uдзв = 32 В.

Ідмак = Ікмак = 0,973 мА.

Обираємо діод типу КД 503Б з параметрами:

Uзв = 35 В, Імак = 20,0 мА, Rд = 540 Ом.

Опір додаткового резистора має бути:

rд = r - Rд = 24000 - 540 = 23460 Ом,

остаточно приймаємо стандартне значення rд = 23 кОм.

Для зменшення пульсацій на вихідному опорі ФД паралельно до Rн приєднуємо конденсатор, електричний опір якого повинен бути:

Xc ? (0,1…0,3)Rн = (0,1…0,3) 1000 = (100…300) Ом,

тоді

С = 1/(2рfXc) = 1/(2·р·20000·(100…300)) = (0,08…0,026)10-6

Приймаємо стандартне значення С = 0.05 мкФ.

4.6 Вибір аналого-цифрового перетворювача

Для погодження роботи канала вимірювання висоти рівня палива з ПЕОМ застосуємо аналого-цифровий перетворювач (АЦП).

Вибір типу АЦП зробимо виходячі з потрібної похибки вимірювання ємності датчика, яка становить 0,5 %. Похибка АЦП повинна бути не менш як удвічі меншою за похибку вимірювання ємності, тобто ДАЦП<0,25 %. Виходячі з цього похибка дискретизації АЦП повинна бути ДАЦП <0,125 %= 0,00125, а значить АЦП повинен мати коефіцієнт перетворення K < 1/0,00125 = 800, або число розрядів понад три.

Оберемо для паливоміру стандартний АЦП [11] у мікроінтегральному виконанні типу К572ПВ1, що має наступні характеристики:

Підключення мікросхеми К572ПВ1[11] на рис. 4.7.

Рис. 4.7 Схема підключення АЦП

Таким чином вибрано та розраховані основні елементи каналу вимірювання ємності датчиків висоти рівня палива.

5. Контроль стану паливовимірювальної системи на борту ЛА

Підвищення безпеки польотів ПК завжди було одним з важливих завдань авіаконструкторів, технічного обслуговуючого та льотного складу авіації тому, що це комплексне завдання, яке можна вирішити лише зусиллями всіх фахівців, пов'язаних з авіаційною технікою. Велика роль у вирішені цього завдання належить бортовому обладнанню ПК, його точності роботи, надійності та технічному стану. Серед цього обладнання особливо виділяється роль паливовимірювальних систем.

Саме тому з розвитком літаків вдосконалюються і паливоміри, які зчасом розвинулися від простого “водомірного” скла до складного електронного пристроя.

Переломним моментом розвитку паливомірів стала Велика Вітчизняна війна (1941-1945 рр.). Вже в середені війни з'явлються важкі літаки з великим запасом палива, що розміщалося у численних баках, розташованих у різних частинах літаків, здебільшого в крилах. Застосовані на них електромеханічні поплавцеві паливоміри не могли виконати всі покладені на них завдання. Вони мали рухомі частини датчиків у баках, що ускладнювало конструкцію баків, та не високу точність 6-10 %, технічна експлуатація їх також була досить складна через велике число відмов.

Вже у сорокових роках конструктори в Радянському Союзі та за кордоном почали пошук нових методів побудови паливомірів і вже на початку п'ятидесятих років майже одночасно в нашій країні та у США були створені серійні електроємнісні паливоміри.

Широка експлуатація цих паливомірів почалася з появою літаків з турбореактивними двигунами, в подальшому такі паливоміри стали застосовувати на всіх видах важких ПК. Перші електроємнісні паливоміри дозволяли лише вимірювати запас палива в баках літака, та за допомогою додаткових датчиків з індуктивними перетворювачами, керувати процесами заправлення та витрати палива.

Однак перші паливоміри мали похибку, яка значною мірою залежила від властивостей палива - його діелектричної проникності , густини та наявності вільної води у паливі.

З часом були створені електроємнісні паливоміри, покази яких майже не залежали від нестабільності діелектричної проникності палива, але їхні покази значною мірою стали залежати від опороу ізоляції датчиків та з'єднувальної лінії. Через нестабільність цього параметру похибка паливомірів інколи сягала за межі 10-15 %, що призводило до ускладнення їх експлуатації та викликало недовіру екіпажів до показів цих приладів.

У 80-х роках минулого сторіччя у КІІЦА групою науковців на чолі з проф. А.Л.Грохольским було запропоновано використовувати в паливомірах триелектродні конденсаторні датчики та спеціальні трансформаторні вимірювальні мостові схеми. Створені на їхній базі модуляційні трансформаторні мости з триелектродними датчиками дозволили суттєво підвищити точність паливомірів і особливо стабільність їхніх показів в наслідок чого такі паливоміри визнавалися авіаційними фахівцями одними з кращих у світі. В подальшому такі паливоміри застосовувалися на всіх ПК, що створювалися у той час.

Однак похибка паливомірів залежить не лише від властивостей самих приладів, вона пов'язана з паливними баками, стабільністю їхніх характеристик, якістю палива та якістю підготовки палива до заправки у літак. Самі паливоміри вимогали значного числа датчиків та різних за призначенням блоків, що підвищувало масо-габаритні показники та знижувало ефективність їх застосування.

Зростання запасу палива на борту літків до 49-55 % від зльотної маси літака вимагає застосування паливомірів з малими похибками в нормальних умовах та незначними додатковими похибками. Пояснюється це тим, при заправці палива невідоме дійсне значення похибки, відома лише її межа, тому для забезпечення безпеки польту на борт літака змушені подавати паливо, маса якого перевищує масу палива, потрібного для виконання польоту, на значення похибки 6-8%. Для перевезення цього додаткового запасу палива витрачається майже 26 % цього палива.

У той же час , при нормальних умовах виконання польоту відпадає необхідність безперервного контролю запасу палива, треба лише сигналізація про витрату палива. Однак при винекнині особливих ситуацій в польоті, при всіляких ускладненнях польоту треба знати запас палива з найменьшою похибкою, щоб розрахувати можливий час та дальність польоту.

Пошуки шляхів підвищення точності паливомірів ведуться у різних напрямках: ведеться пошук нових методів вимірювання, вдосконалюється конструкція та властивості електроємносних паливомірів. У результаті пошуку виявлено, що електроємнісні паливоміри є найбільш перспективними. Особливо при застосуванні в них обчислювальних елементів.

На літаках з цифровим обладнанням застосовуються електроємнісні паливоміри з мостами, що мають дискретне врівноваження, з використанням датчиків густини палива та його температури, з компенсаторами похибок від крену та тангажу літака, від лінійних та вібраційних прискорень з обробкою всієї отриманої інформації про паливо за допомогою обчислювальної техніки. Однак похибка цих паливомірв ще далека від бажаного значення 0,5 %.

Для здійснення контролю необхідно , щоб система була обладнана відповідними пристроями.

Система вбудованого контролю забезпечує виявлення і локалізацію несправностей на рівні компонента окремої системи, включаючи розведення до окремих ємнісних датчиків, спрощуючи таким чином дії по обслуговуванню на борту літака.

Несправності виявляють за результатами різних тестів.

Ці тести виконуються в трьох різних режимах:

- вбудований контроль вимикання живлення;

- безперервний вбудований контроль;

- вбудований контроль, що задіюється вручну.

Вбудований контроль включення живлення складається з тестів, які взаємодіють у нормальному режимі роботи системи заправки паливом і не можуть бути виконані на безперервній базі в процесі нормальної роботи системи.

Тести, що виконуються на безперервній базі в процесі нормальної роботи системи після включення живлення, складаються з безперервного вбудованого контролю.

Ці тести включають дані перевірки датчиків на прийнятність значення ємності, забрудненості і перевірку окремих функцій процесора, що не перериваються при нормальній роботі системи.

Вручну залучаємий контроль складається з тих тестів, які виконуються тільки в результаті дії перемикача на пульті керування.

Існують два типи локалізації несправності, що забезпечуються системою: - за вимогою і безперервна. Локалізація несправності за вимогою забезпечує інтегральний аналіз несправностей у системі по останньому віці інформації із енергонезалежної пам'яті для сприяння обслуговуванню на борту літака. Ця функція досліджує всі дані про несправності, що зберігаються в енергонезалежній пам'яті, для з'ясування який із компонентів системи найбільше ймовірно містить несправність, яка була виявлена.

Безперервна локалізація несправності забезпечує поточний аналіз операційного стану системи на підставі змісту про несправності, які збережені у пам'яті з довільною виборкою.

Результати аналізу такої несправності відображаються для екіпажу на індикаторах.

Існують два типи оповіщень про несправності.

Перший тип - поточна інформація про стан несправності.

Другий тип оповіщення призначений для бригади технічного обслуговування.

При включенні живлення вибір каналу вимірювання є випадковим. Визначення каналу вимірювання наступне за включенням живлення. Керуємося за результатами вбудованого контролю. Щораз, коли виявляється, що канал має несправність, відбувається відміна виборки і вибирається інший канал. Тести за допомогою обладнання системи вбудованого контролю також виконуються для забезпечення вибору каналу і схеми порушення, для яких обчислюється знижена кількість палива. Звичайно паливо в дзеркально розташованих головних баках фактично ідентичне і це приводить до дуже значних помилок.